γ-聚谷氨酸（γ-PGA）是一种新型的绿色高分子材料，在农业中被用作肥料增效剂和植物促进剂，具有节肥、增产、提高抗逆性等功效。现阶段，γ-PGA主要是通过各类芽孢杆菌以葡萄糖、甘油等为碳源发酵制备，生产成本过高。为了节约成本，已有研究尝试使用富含木质纤维素的农业废弃物、通过分步糖化发酵（SHF）工艺进行γ-PGA制备，然而这种工艺步骤过多、操作复杂，同时有大量废水和废渣产生、污染环境。因此，亟需开发一种更加简单、更加环保的工艺，以实现农业废弃物为主要原料，廉价、绿色地生产γ-PGA。 

 中科院成都生物研究所污染生物治理项目组在闫志英研究员的指导下，以玉米秸秆为主要原料，使用专利菌株解淀粉芽孢杆菌JX-6，建立了γ-PGA的同步糖化发酵（SSF）生产工艺，具体如下：玉米秸秆粉碎后，使用1.5%的柠檬酸溶液高压蒸煮预处理，过滤后液体部分（富含木糖）添加氮源进行SSF的接种物培养，固体部分（富含葡聚糖）与中性纤维素酶溶液混合用做SSF的底物；在10L的发酵罐中进行γ-PGA的批次SSF制备，经过预水解、细胞生长和γ-PGA合成三个阶段，γ-PGA浓度为5.08？±？0.78 g/L，在此基础上又开发了γ-PGA的批次-补料SSF工艺，最终产量可达10.78？±？0.32 g/L；经验证，SSF的发酵液可以作为肥料增效剂，使辣椒产量提高13.46%（P＜0.05）。我们的研究大大简化了使用农业废弃物生产γ-PGA的步骤，每一步都尽可能地做到了零排放；同时γ-PGA的SSF工艺提供了一种绿色的高效肥料增效剂，为种植废弃物的高值转化找到了新思路，助力农业种植的可持续发展。 

 该研究成果以姬高升为第一作者、闫志英研究员为通讯作者发表在期刊Bioprocess and Biosystems Engineering上。 

 本研究得到了中国科学院“西部之光”项目（2019XBZG_XBQNXZ_A_001；2019XBZG_JCTD_ZDSYS_001）、四川省科技厅项目（2020ZYD023）、四川省重大科技项目（No.180Z2X0Z）与四川省委组织部人才专项等项目的支持。 

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　　图1：同步糖化发酵制备γ-聚谷氨酸的技术研究流程 

　　图2：同步糖化发酵制备γ-聚谷氨酸的过程概况